Drahtlose Netzwerke: Warum sich die Industrie vom Kabel verabschiedet

Wireless-Netzwerke bahnen sich nun den Weg aus dem Büro und Wohnzimmer und bewegen sich in Richtung Fabrikhalle. Wir schauen uns den Trend genauer an.

Drahtlose Technologie wird geläufiger: Es gibt immer mehr Fälle von praktischen Anwendungen jenseits des Büro- oder Wohnzimmerbereiches – für den die Technologie ursprünglich vorgesehen war.

Bis vor Kurzem haben sich die meisten Netzwerkfirmen für die Unterstützung der Netzwerkinfrastruktur auf Glasfaserkabel verlassen. Diese Kabel sind festverdrahted und die Geräte werden durch fixierte Zugangspunkte (Access Points, APs) verbunden. Obwohl sie eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und große Verkehrsmengen zulassen, verschlechtert sich die Qualität der Glasfaserkabel mit der Zeit, was zur Signalschwächung und eine Verminderung der Datenübertragungsgeschwindigkeit führt. Viele dieser Kabel wurden in den späten Neunzigern verlegt und sind jetzt ans Ende der Betriebslaufzeit angelangt.

Während Unternehmen sich entwickelt und erweitert haben, erwiesen sich manche drahtgebundenen Netzwerke als einschränkend: Grund ist die Art und Weise, wie die Netzwerke ursprünglich in den Geschäftsräumen eingebaut wurden. Für Firmen mit großen Standorten ist die Installation von drahtgebundenen Netzwerken mit dem Ausheben von Kabelgräben verbunden – dies kann teure Zusatzkosten mit sich bringen.

Derweil haben Systeme vermehrt Wireless-Funktionalitäten erhalten und die dazugehörige Hardware ist nun beständiger geworden. Die Schwerindustrie hat deshalb damit begonnen, drahtlose Technologie für ihre Netzwerkinfrastruktur zu nutzen.

Der Sprung in Richtung Wireless

Entscheidend ist der Zeitpunkt, den man für ein Upgrade wählt. Die meisten Firmen, die beschließen, auf ein drahtloses Netzwerk aufzurüsten, unternehmen diesen Schritt meist dann, wenn sie ihr drahtgebundenes Netzwerk ersetzen. Andere entscheiden sich für ein Upgrade, wenn sie in neue Geschäftsräume umziehen.

Trotz der Kosten, die mit einem Wireless-Netzwerk-Upgrade verbunden sind – wie zum Beispiel die Installation von WLAN-Routern –, sind diese unbedeutend, wenn man sie mit der Installation neuer Glasfaserkabel vergleicht. Drahtlose Systeme können auch in schwierigen Umgebungsbedingungen genutzt werden, die sonst starken Schutz für Glasfaserkabel benötigen würden. Dies spart Firmen noch mehr Geld ein.

Frost kann beispielsweise zu temporären Signalverschlechterungen oder dauerhaften Schäden führen, während hohe Strahlenwerte die Trübung (Clouding) von Glasfaserkabeln verursachen kann. Die Trübung sorgt dafür, dass das über das Glasfaserkabel übertragene Signal absorbiert wird – dies führt zu Signalschwächung.

So wird die Arbeit erleichtert

Drahtlose Technologie hat die Produktivität erhöht, weil sie Netzwerke zugänglicher und anpassungsfähiger macht, was in fest verdrahteten Standorten nicht der Fall ist. Kombiniert man dies mit Handheld- und Wearable-Technologie, ist es Angestellten möglich, für verschiedene Anwendungen immer auf das Unternehmensnetzwerk zuzugreifen.

Die in Valencia basierte Ford-Produktionsanlage hat vor Kurzem angefangen, Wireless-Netzwerke im Rahmen eines Pilotprojektes zu nutzen. Ein am Handgelenk getragenes Qualitätskontrollgerät erlaubt es Fabrikarbeitern, sich mit dem Unternehmensnetzwerk zu verbinden und die Vorgaben für jedes Fahrzeug zu überprüfen. Dabei kann es sich um eine unter Hunderten möglichen Designvorgaben handeln.

Dadurch, dass der unmittelbare Zugang zu diesen Informationen möglich gemacht wurde, hat sich der Level an menschlichen Fehlern um 7 Prozent reduziert. Bei 440.000 Fahrzeugen, die jedes Jahr überprüft werden, spart das fast 780 Arbeitsstunden pro Jahr ein.

„Wir haben verschiedene Optionen und Funktionen für unser gesamtes Fahrzeugsortiment. Digitale Innovation in unseren Anlagen erlaubt es uns, eine effektive Verfahrensweise für unseren Fertigungsprozess zu entwickeln“, sagt Linda Cash, Vice-President of Manufacturing bei Ford of Europe. „Die Möglichkeit, einfach den Bildschirm eines Smartphones zu konsultieren, um Aspekte der Fahrzeugqualität und -spezifizierung zu überprüfen, hilft uns dabei, die höchsten Qualitätsanforderungen zu gewährleisten und verbessert den Arbeitsablauf und die Fertigungseffizienz.“

Das von Ford genutzte Bluetooth-fähige Gerät funktioniert, indem es die Anforderungen der Qualitätsprüfung für jedes Fahrzeug erkennt und sie auf dem Touch-Screen anzeigt. Dies ermöglicht es Mitarbeitern, auf Anhieb auf die jeweiligen Fahrzeugdetails zuzugreifen.

Sicherheit im Arbeitsumfeld

Bei anderen Industrien wird drahtlose Technologie auch dafür genutzt, um die Anlagensicherheit zu verbessern. Hierbei werden anstatt vor Ort, die Messwerte aus der Ferne aufgenommen. So gibt es Fälle von drahtlosen Drohnen, die dafür genutzt werden, Teile zu kontrollieren, die etwa giftig oder schwer zugänglich sind. Dies geschieht viel öfter als es aus praktischen Gründen sonst der Fall wäre.

Drahtlose Technologie ermöglicht in einer Anlage den Zugang zu schwer zugänglichen Geräten und toten Winkeln, wo Messwerte nicht so oft ermittelt werden wie vielleicht nötig. Durch diesen Anstieg in der Zahl der Messwerte können Betriebsleiter geringfügige Verschlechterungen erkennen, lange bevor es zu ernsthaften Situationen führt, die möglicherweise gefährlich werden und es zu längeren Stillstandphasen und höheren Finanzausgaben kommen könnte.

Spielraum für Innovation

Nutzen Firmen drahtlose Netzwerke, sind sie nicht mehr abhängig von Netzwerkanschlusspunkten, wenn sie neue Büro- oder Fabrikgrundrisse in Erwägung ziehen. Dieser Freiraum gibt bei der Unternehmungsentwicklung Geschäftsleitern viel mehr Optionen. Außerdem haben sie im Fall von Neueinstellungen den Vorteil, die Kosten für die Installation neuer Netzanschlusspunkte nicht mehr tragen zu müssen.

Agitlitas ist eine in Nottingham ansässige Firma, die für UK-Firmen Inventory-as-a-Service-Lösungen anbietet. Vor sechs Jahren hat das Unternehmen seine circa 3200m2 große Lagerhalle in eine drahtlose Netzwerkumgebung ausgebaut.

Das Lagerhallenteam bei Agilitas nutzt jetzt Barcode-Leser, um die Bestandteile – die jeweils individuelle Warennummern haben – anhand eines mit einem Laptop verbundenen tragbaren Barcode-Scanners zu identifizieren.

„Für die Bestandsgenauigkeit ist das von Vorteil“, sagt John Street, Betriebsleiter bei Agilitas. „Unser KPI [Key Performance Indicator] für Bestandsgenauigkeit liegt bei 99,5 Prozent. Aus der Perspektive der Bestandsgenauigkeit betrachtet, ist es für uns nicht nützlich, wenn Mitarbeiter in der Lagerhalle nach fehlenden Teilen suchen müssen.“ Dadurch, dass auf diese Informationen mithilfe der mit dem Netzwerk verbunden Laptops zugegriffen werden kann, wird die Bestandteiledatenbank laufend mit den neusten Inventarlisten aktualisiert. Es gibt nicht mehr die Gefahr einer doppelten Anfrage für das gleiche Produkt, wie das der Fall war, wenn das Inventar nicht schnell genug aktualisiert worden wäre.

Die Kosten für die Installation des Wireless-Netzwerkes betrugen ungefähr 1.000 Pfund (1100 Euro). Das Netzwerk bot letztendlich für die Lagerhalle eine 100 prozentige Abdeckung, nachdem die Lücken entdeckt und behoben wurden. Die Installationskosten waren bald durch eine zunehmende Leistungsfähigkeit gedeckt – dies galt vor allen Dingen während den nachfolgenden Bestandsaufnahmen. Mit dem vorherigen drahtgebundenen Netzwerk mussten Lagerfachkräfte bei der Bestandsaufnahme schubweise die Inventurinformationen herunterladen. Jetzt sind die Informationen jedoch immer verfügbar und können durch die Netzwerkgeräte, die die Fachkräfte mit sich tragen, aufgerufen werden.

Die jüngste Erweiterung der Lagerhalle in die Zwischenetage war relativ einfach. „Wir haben einfach unserer IT-Abteilung mitgeteilt, dass wir die Halle vergrößern und sie hat dann Pläne zusammengestellt und die Verfügbarkeit getestet, um sicher zu gehen, dass alles umsetzbar ist“, erklärt Street. „Die Alternative wäre die Kabeloption gewesen, aber das wollten wir in der Halle nicht wegen der Stolpergefahr.“

Die Kehrseite

Kabellose Netzwerke haben aber auch ihre Nachteile. Aufgrund ihrer Beschaffenheit – die Tatsache, dass sie drahtlos übertragen – können sie viel leichter abgehört werden. Bei drahtgebunden Netzwerken muss man sich dort nicht so große Sorgen machen, da es sich bei ihnen generell um geschlossene Systeme handelt und es viel schwieriger ist, sie zu beinträchtigen.

Mithilfe von End-to-End-Verschlüsselung kann das Abhörpotenzial minimiert werden. Selbst wenn eine Drittpartei versuchen würde, ein drahtloses Netzwerk zu belauschen, bräuchte sie dann den Kodierungsschlüssel, um zu verstehen, was übertragen wird. Firmen können auch Frequency Hopping nutzen: Hier wird das drahtlose Signal mehrfach umgeschaltet, um mögliches Herumspionieren in Grenzen zu halten.

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Drahtlose Netzwerke werden auch Störungen und Störgeräuschen ausgesetzt. Aber das ist heutzutage im Vergleich zu früher kein so großes Problem mehr, da die drahtlose Technologie fortgeschrittener und dementsprechend robuster sowie das Signal stabiler ist.

Drahtlose Netzwerke sind derzeit nicht in der Lage, hohe Bandbreiten mit einer hohen Verbindungsrate aufrecht zu erhalten. Demzufolge sollten Firmen, die einen hohen Datendurchsatz erwarten, die Nutzung von Wireless-Netzwerken vermeiden.

Für Firmen, die hohe Kommunikationsgeschwindigkeiten und Reaktionszeiten benötigen, wie zum Beispiel für diejenigen, die eine schnelle Motorsteuerung nutzen, ist eine drahtlose Infrastruktur nicht geeignet.

Je größer die Entfernung, die das Netzwerksignal zurücklegen muss, desto schwächer wird es, doch mit entsprechend verteilten Routern und Signalverstärkern ist das inzwischen nicht mehr so problematisch wie früher.

Die hybride Option

Manche Firmen betreiben duale Netzwerke und nutzen dabei separate drahtgebundene und drahtlose Netzwerke als Teil der Gesamtinfrastruktur.

Durch den hohen Risikofaktor, den beispielsweise die nukleare Wiederaufbearbeitungsanlage Sellafield mit sich bringt, plant das Unternehmen, mit verschiedenen Netzwerk-Leveln zu arbeiten. Alles, was als risikoarm angesehen wird, könnte an ein drahtloses Netzwerk angeschlossen werden, während Hochrisikosysteme auf ein geschlossenes Netzwerk beschränkt werden würden.

Die Wireless-Technologie verbessert sich und wird robuster – Firmen müssen erwägen, ihre Netzwerke auf drahtlose Systeme aufzurüsten oder aber das Risiko auf sich nehmen, von der Konkurrenz überholt zu werden.

Drahtlose Netzwerke sind vielleicht nicht für alle Firmen ein geeignetes Netzwerksystem. Aber für diejenigen, die sie nutzen können, bieten sie eine günstige, flexible Netzwerkinfrastruktur. Wird ihr Potenzial voll ausgeschöpft, können drahtlose Netzwerke in einem Unternehmen die Produktivität erhöhen, Kosten senken und Risiken minimieren.

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Artikel wurde zuletzt im November 2016 aktualisiert

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